Делители частоты

Расширение емкости счетчиков

При переполнении суммирующего счетчика на выход прямо­го переноса Р₊ проходит импульс со входа +1 (рисунок 2.2.3.9.). Он мо­жет быть записан в другой счетчик с тем, чтобы не потерять ин­формацию о числе импульсов, прошедших на входе первого счет­чика. Так, например, девять импульсов на входе предварительно обнуленного десятичного счетчика (с емкостью, равной десяти) устанавливают в 1 все его разряды. Десятый импульс обнуляет счетчик, и с выхода P₊ 1 переносится во второй десятичный счет­чик, в котором ее «вес» равен десяти.

 

Рисунок 2.2.3.9.

 

Импульс, поступающий на вход (-1) после обнуления счетчи­ка в режиме вычитания, устанав­ливает в 1 все его разряды и про­ходит на выход обратного перено­са Р_. Он может вычесть единицу из другого счетчика и тем самым не исказить результат. Пусть, к примеру, в первый десятичный счетчик было исходно занесено число 9, а во второй, соединенный последовательно с ним, 2, т.е. полное число составляло 29. Девятым импульсом на входе – 1 первый счетчик обнулится, десятый импульс вновь запишет в него 9. а с выхода Р_- из второго счетчика спишется единица – в двух счетчиках останется число 19, что соответствует разности 29-10. В условных обозначениях конкретных типов счетчиков выходы переносов маркируют знаками >, < и стоящими рядом числами. Так, у десятичного счетчика символы Р₊ и Р_- заменяются соответственно на >9 и <0, а у двоичного счетчика с К_сч = 16 на >15 и <0 (рисунок 2.2.3.1.0)

 

Рисунок 2.2.3.10

 

Суммирующий счетчик, структура которого была рассмотре­на ранее, обнуляется после поступления на вход каждой серии из 2ⁿ импульсов (где n — число разрядов), после которой на выходе его старшего разряда заканчивается один импульс. Такой счет­чик является делителем частоты с коэффициентом 2ⁿ. Однако чаще требуются делители с коэффициентом, отличным от 2ⁿ. Рас­смотрим некоторые из них.

Делитель с фиксированным коэффициентом деления. Принцип действия такого делителя состоит в том, что по достижении оп­ределенного состояния, соответствующего выбранному K_дел, он принудительно обнуляется, чем исключаются избыточные состо­яния. На рисунке 2.2.3.11., а приведена схема такого трехразрядного де­лителя (счетчика) с К_дел = 6. После поступления на вход шести импульсов на выходах второго и третьего разрядов устанавлива­ются лог. 1, благодаря чему лог. 1 с выхода конъюнктора счетчик будет сброшен в 0. Заметим, что на выходе третьего разряда по­тенциал U¹ появляется с поступлением четвертого входного им­пульса, а потенциал U⁰ — с поступлением шестого. Перепад 1/0 на выходе конъюнктора, свидетельствующий о том, что на входе делителя прошло шесть импульсов, может быть использован для воздействия на следующий делитель частоты.

Рисунок 2.2.3.11.

Делитель с устанавливаемым коэффициентом деления. У дели­теля с устанавливаемым коэффициентом деления можно менять коэффициент деления в широких пределах, не изменяя каждый раз схемы. Выполняется он на счетчике, имеющем входы пред­варительной записи (рисунок 2.2.3.11., б). На выход переноса Р₊ прохо­дит входной импульс, осуществляющий обнуление (переполне­ние) счетчика, а на выход заема Р_- проходит входной импульс, поступающий вслед за осуществившим обнуление. Так как в дан­ном случае (см. рисунок 2.2.3.11. , б) задействован выход заема, то с уче­том предыдущего замечания коэффициент деления К_дел = N + 1, а N = К_дел — 1 — число, которое должно быть предварительно занесено в счетчик по входам D₁ – D_n. С приходом на вход раз­решения предварительной записи V импульса «Начальная уста­новка» двоичный код числа N записывается в счетчик. Входные импульсы на вычитающем входе уменьшают содержимое счетчи­ка. Когда на вход поступят N = К_дел — 1 импульсов, счетчик обнулится. Следующий входной импульс пройдет на выход Р_ (на выход делителя), а также на вход V, вновь разрешая занесение в счетчик числа N. Таким образом, N + 1 импульсам на входе будет соответствовать один импульс на выходе. Изменяя предварительно заносимое в счетчик число N, можно менять коэффициент деле­ния К_дел = N + 1.

Аналогично можно организовать делитель с коэффициентом К_дел, подавая входные импульсы на вход суммирования и связы­вая с входом V выход переноса Р₊. При этом по входам D₁ — D_n должно быть занесено число N= С — К_дел, где С — емкость счет­чика (количество входных импульсов, поданных на обнуленный счетчик, которым он вновь обнуляется), что читатель легко про­верит самостоятельно.

Особое место среди делителей занимают десятичные (декад­ные) делители, имеющие коэффициент деления К_дел = 10. Деся­тичные делители позволяют представить число поступивших импульсов десятичными разрядами (числа в которые не превы­шают 9₁₀ и представлены двоичным кодом) — в двоично-десятич­ном коде. Для получения указанного значения К_дел такой дели­тель должен иметь четыре триггера, избыточные состояния кото­рых исключают тем или иным образом.

Для получения коэффициента деления, большего того, что может обеспечить один делитель, их соединяют последовательно (аналогично тому, как расширяют емкость счетчика). Соединен­ные таким образом десятичные делители представляют в двоич­но-десятичном коде многоразрядное двоичное число.

 

Микросхема К155ИЕ7

Микросхема К155ИЕ7 представляет собой 4 – х разрядный реверсивный двоичный счетчик.

Назначение выводов:

D0 – D3 - Информационные входы.

РЕ – инверсный вход разрешение параллельной загрузки. Если на нем действует логический «0», то информация с входов D0 – D3 загружается в счетчик и появляется на выходах Q0 – Q3.

R - прямой вход сброса.

Сu. - вход счета на увеличение

Сd – вход счета на уменьшение.

ТСu – ТСd – выходы переноса при счете на увеличение и на уменьшение.